En todo el mundo, las lluvias monzónicas se activan en primavera y se detienen en otoño. Hasta ahora, este patrón estacional se entendía principalmente como una respuesta inmediata a los cambios en la radiación solar.
por el Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático
Un nuevo estudio del Instituto Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK), publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences , muestra por primera vez que la atmósfera puede almacenar humedad durante períodos prolongados, creando un efecto de memoria física. Esto permite que los sistemas monzónicos alternen entre dos estados estables. Alterar este delicado equilibrio tendría graves consecuencias para miles de millones de personas en India, Indonesia, Brasil y China.
«La atmósfera puede ‘recordar’ su estado anterior almacenando información física en forma de vapor de agua», explica Anja Katzenberger, investigadora del PIK y autora del estudio.
En la práctica, esto significa que, aunque la radiación solar aumenta o disminuye con las estaciones, la atmósfera no siempre responde de inmediato. Durante la primavera, el vapor de agua se acumula durante días y semanas. Esta reserva determina el inicio de las lluvias monzónicas a principios del verano y las mantiene incluso cuando la afluencia solar comienza a disminuir en otoño.
Dependencia de la trayectoria en la atmósfera: cómo el monzón «recuerda»
Combinando datos observacionales de India, China y otras regiones monzónicas con simulaciones atmosféricas, el equipo de investigación demuestra que el estado de la atmósfera depende de su historia estacional: si ya llueve, la lluvia persiste. Pero si ha estado seco, es difícil que se inicie la lluvia.
En primavera, la atmósfera suele ser seca y necesita llenarse de vapor de agua antes de que comience el monzón. En cambio, la atmósfera posmonzónica del otoño permanece húmeda y continúa favoreciendo las precipitaciones incluso cuando la radiación solar disminuye.
«Este comportamiento es lo que llamamos biestabilidad», afirma Katzenberger. «Con el mismo nivel de radiación solar, la atmósfera puede ser seca o lluviosa, dependiendo del estado previo».
«Sabemos desde hace tiempo que sistemas como el océano o las enormes capas de hielo tienen algún tipo de memoria. ¿Pero la atmósfera? Se creía imposible», añade el coautor del estudio, Anders Levermann, quien dirige el departamento de Ciencias de la Complejidad en el PIK.
Este efecto memoria provoca un comportamiento similar a un cambio en las lluvias monzónicas, un cambio estacional de ‘apagado’ a ‘encendido’ y viceversa. Y, lo que es crucial, no ocurre gradualmente, sino de forma abrupta y repentina.
Estos cambios abruptos son característicos de otros elementos de inflexión del sistema climático, pero el monzón es especial, afirma Levermann. «Lo que es particularmente notable es que el monzón cruza su punto de inflexión cada año y luego regresa. Esto podría permitirnos, en el futuro, identificar el punto de inflexión con datos observacionales y desarrollar un sistema de alerta temprana».
Una combinación de observación, teoría y simulación.
Para desentrañar el mecanismo detrás de este comportamiento biestable, el equipo utilizó datos del mundo real y simulaciones con un modelo de circulación general atmosférica de alta resolución desarrollado en la Universidad de Princeton.
En una configuración idealizada de «Planeta Monzónico», aislaron la atmósfera de componentes más lentos del sistema terrestre, como los océanos. Las simulaciones demostraron que la lluvia monzónica puede oscilar entre un estado seco y húmedo sin la inercia térmica del océano. La clave de este comportamiento es la formación de una robusta columna de humedad atmosférica que estabiliza la lluvia a lo largo de las semanas.
El punto de inflexión central de este sistema puede identificarse claramente como un umbral, explica Katzenberger. «Cuando el vapor de agua atmosférico supera los 35 kilogramos por metro cuadrado, se activa el monzón. Si cae por debajo de ese nivel, se desactiva. Esta respuesta abrupta, basada en un umbral, define la biestabilidad».
Si esta dinámica se viera alterada, por ejemplo, por la contaminación o el calentamiento global , podríamos enfrentarnos a grandes desafíos, concluye Levermann. «Esto tendría consecuencias dramáticas para miles de millones de personas en regiones como India, Indonesia, Brasil y China, cuyo sustento depende de las lluvias monzónicas; perturbaría no solo nuestro sistema climático, sino también nuestras sociedades en todo el mundo».
Más información: Anja Katzenberger et al., La histéresis monzónica revela la memoria atmosférica, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2025). DOI: 10.1073/pnas.2418093122
